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基于流量预测的信号灯配时优化强化学习方法

系统仿真学报 2024年

作者：许明李金烨左东宇张晶辽宁工程技术大学软件学院

针对现有基于强化学习的交通信号控制方法未考虑交通流量变化趋势，无法适应复杂多变路况而造成拥堵的问题，提出了基于流量预测的信号灯配时优化强化学习方法。首先，提出相位配时幅度控制模型，该模型分析历史流量数据的时空特性对下... 详细信息

针对现有基于强化学习的交通信号控制方法未考虑交通流量变化趋势，无法适应复杂多变路况而造成拥堵的问题，提出了基于流量预测的信号灯配时优化强化学习方法。首先，提出相位配时幅度控制模型，该模型分析历史流量数据的时空特性对下一时间片的流量进行预测，并根据预测结果计算相位配时的合理范围。其次，使用H-PPO算法（Hybrid Proximal Policy optimization， H-PPO）在控制信号相位同时增加其配时控制，并设计压力阀奖励函数，避免算法在控制信号时频繁的相位变换影响驾驶员驾驶体验。最后，在SUMO (Simulation of Urban Mobility)仿真软件中与现有方法进行仿真对比。仿真结果表明，所提方法在提高路口通行效率和减小相位切换频次均有良好表现，优于对比方法。

关键词：交通信号控制智能交通强化学习卷积门控循环单元 SUMO仿真

改进YOLOv7在复杂场景下的交通标志检测算法

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计算机工程 2024年

作者：许明屈泰澎姜彦吉辽宁工程技术大学软件学院

为解决现有目标检测算法在复杂场景下对交通标志的误检、漏检等问题，提出了一种改进YOLOv7的交通标志检测算法YOLOv7-MBFE。首先，提出一种基于膨胀卷积的多分支特征提取模块，控制最短和最长的梯度路径，增强模型的特征提取能力；其... 详细信息

为解决现有目标检测算法在复杂场景下对交通标志的误检、漏检等问题，提出了一种改进YOLOv7的交通标志检测算法YOLOv7-MBFE。首先，提出一种基于膨胀卷积的多分支特征提取模块，控制最短和最长的梯度路径，增强模型的特征提取能力；其次，在头部网络中构建渐进特征金字塔结构，充分融合不同层次的特征信息，改善模型的特征表达；在SPPCSPC模块中引入通道注意力机制，自适应调整通道的权重，增强不同通道之间特征交互，并将多头自注意力机制融合至下采样阶段，增强模型对全局上下文信息的感知能力，提高模型在复杂场景下的检测性能。最后，使用Focal-EIOU替换原YOLOv7模型中的损失函数，使模型更专注于高质量的锚框，加快模型的收敛速度，提高模型的鲁棒性。将该算法在中国交通标志检测数据集上进行了大量实验。实验结果表明，该算法相较于YOLOv7算法平均精度均值提升了9.25%、准确率提升了3.92%、召回率提升了5.19%。改进后的算法在复杂场景下的误检、漏检等问题得到了显著改善，检测效果优于原始模型与经典目标检测模型。

关键词：目标检测交通标志识别 YOLOv7 多分支特征提取多尺度特征融合注意力机制

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基于动态反投影网络的细粒度交通流推断模型

系统仿真学报 2024年

作者：许明齐光尧奇格奇辽宁工程技术大学软件学院北京交通大学交通运输学院

为解决现有细粒度城市流推断模型在复杂交通区域中的推断结果存在较大误差的问题，提出一种基于动态反投影网络的细粒度交通流推断模型。首先，计算输入粗粒度交通流与外部因素之间的多维交互，将交互结果与粗粒度交通流进行动态自适应... 详细信息

为解决现有细粒度城市流推断模型在复杂交通区域中的推断结果存在较大误差的问题，提出一种基于动态反投影网络的细粒度交通流推断模型。首先，计算输入粗粒度交通流与外部因素之间的多维交互，将交互结果与粗粒度交通流进行动态自适应融合，使其特征之间能够相互影响和调整，以协助模型推理。其次，结合深度卷积和自注意力机制来学习局部信息和全局信息，提高后续模块对输入数据的理解能力。然后，通过反投影算法和门控交叉注意力机制，实现在细粒度层次中学习复杂区域的交通流特征。最后，在流量归一化机制的基础上引入了非线性变换通路，旨在利用不同层次信息实施空间结构约束，进一步提升模型推断结果的准确性。在TaxiBJ真实世界数据集中进行了实验，并与同类模型进行对比，实验结果表明，所提算法在主观评价和客观度量上均优于同类模型，特别是在市中心入口、桥梁区域等复杂交通区域下的表现尤为出色。

关键词：细粒度交通流推断动态自适应融合反投影算法门控交叉注意力自注意力

基于Transformer模型的时序数据预测方法综述

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计算机科学与探索 2024年

作者：孟祥福石皓源辽宁工程技术大学电子与信息工程学院

时序数据预测（Time Series Forecasting， TSF）是指通过分析历史数据的趋势性、季节性等潜在信息，预测未来时间点或时间段的数值和趋势。时序数据由传感器生成，在金融、医疗、能源、交通、气象等众多领域都发挥着重要作用。随着物... 详细信息

时序数据预测（Time Series Forecasting， TSF）是指通过分析历史数据的趋势性、季节性等潜在信息，预测未来时间点或时间段的数值和趋势。时序数据由传感器生成，在金融、医疗、能源、交通、气象等众多领域都发挥着重要作用。随着物联网传感器的发展，海量的时序数据难以使用传统的机器学习解决，而Transformer在自然语言处理和计算机视觉等领域的诸多任务表现优秀，学者们利用Transformer模型有效捕获长期依赖关系，使得时序数据预测任务取得了飞速发展。因此本文综述了基于Transformer模型的时序数据预测方法，按时间梳理了时序数据预测的发展进程，系统介绍了时序数据预处理过程和方法，介绍了常用的时序预测评价指标和数据集，以算法框架为研究内容系统阐述了基于Transformer的各类模型在TSF任务中的应用方法和工作原理，通过实验对比了各个模型的性能、优点和局限性，并对实验结果展开了分析与讨论，最后结合Transformer模型在时序数据预测任务中现有工作存在的挑战提出了该方向未来发展趋势。本文对时序数据预测研究提供了有价值参考。

关键词：深度学习时序数据预测数据预处理 Transformer模型

考虑尾气排放的交叉口信号配时多目标优化研究

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系统仿真学报 2024年

作者：丁新桓王华庆党旭辽宁工程技术大学土木工程学院

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾... 详细信息

为缓解城市道路拥堵，提高交叉口交通效益与环境效益，本文建立了一种以交叉口总延误时间、总停车次数、通行能力和尾气排放总量为优化目标的多目标配时优化模型。该模型将尾气排放量纳入到数学优化模型中，通过构建一种基于比功率的尾气排放总量测算算法对交通效益指标与尾气排放量的数学关系进行量化，根据交叉口延误时间和停车次数可实现尾气排放总量测算，并分别利用VISSIM和MOVES软件对测算算法精度进行检验。在模型求解时，同时引入NDX交叉算子和SDE策略（Shift-Based Density Estimation，SDE）对传统NSGA-II算法进行改进设计，通过MATLAB软件对配时优化模型和改进NSGA-II算法进行编码，实现多目标配时优化模型求解。选取沈阳市云峰北街与北二东路交叉口为研究对象，利用VISSIM软件的COM端口集成MATLAB算法程序，对9种交通场景下的配时优化方案进行仿真模拟和评价指标分析。结果表明：尾气排放总量测算模型结果误差小于10%，与传统NSGA-II算法相比，改进的NSGA-II算法收敛速度提升了约54%，因此该多目标信号配时优化模型对交通效益与环境效益指标提升效果显著。

关键词：信号交叉口多目标优化模型尾气排放测算改进NSGA-II SDE策略环境效益

基于复合模型沙的大比尺尾矿库漫顶溃决模型试验

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长江科学院院报 2024年第1期41卷 83-89页

作者：易富陶晗杜常博戚旭鹏翟巍昆徐展辽宁工程技术大学建筑与交通学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 建研地基基础工程有限责任公司北京100000

尾矿库是重大危险源且存在溃坝危险,为了更真实地预测尾矿库溃坝造成的影响,定量掌握尾矿库的溃坝过程及其对下游的影响程度,利用细粒尾砂与膨胀珍珠岩按照体积比尺1.5∶1进行混合制作复合模型沙,通过室内试验和水下休止角试验确定复合... 详细信息

尾矿库是重大危险源且存在溃坝危险,为了更真实地预测尾矿库溃坝造成的影响,定量掌握尾矿库的溃坝过程及其对下游的影响程度,利用细粒尾砂与膨胀珍珠岩按照体积比尺1.5∶1进行混合制作复合模型沙,通过室内试验和水下休止角试验确定复合模型沙的基本可行性;并在满足相似条件的基础上,开展极端状态下的复合模型沙大比尺尾矿库漫顶溃坝试验,分析其溃坝过程、流量过程、断面形态演变过程、浸润线、淹没高程和范围等变化规律。试验结果表明:物理模型试验历时140 min,复合模型沙下泄量占总库容的10.76%,下游区域淤积量占下泄量的95.21%,基本符合漫顶溃坝的实际情况,设计选配的复合模型沙合理,说明该复合模型沙能够更真实有效地还原尾矿库溃坝过程。研究结果为尾矿库漫顶溃坝试验中模型沙的选择提供了新思路。

关键词：复合模型沙尾矿库漫顶溃坝模型试验浸润线

“赶工游戏”对外卖骑手不安全驾驶的影响:基于压力认知评价的视角

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中国安全科学学报 2024年第4期34卷 17-25页

作者：牛莉霞韩羲秀赵蕊辽宁工程技术大学工商管理学院辽宁葫芦岛125105

为有效防范外卖骑手不安全驾驶行为,减少由外卖骑手引发的交通安全事故,基于外卖平台“赶工游戏”的工作机制,结合压力认知评价理论,从安全态度和示范性规范角度,构建时间压力和竞争氛围感知对外卖骑手不安全驾驶行为影响的理论模型;向... 详细信息

为有效防范外卖骑手不安全驾驶行为,减少由外卖骑手引发的交通安全事故,基于外卖平台“赶工游戏”的工作机制,结合压力认知评价理论,从安全态度和示范性规范角度,构建时间压力和竞争氛围感知对外卖骑手不安全驾驶行为影响的理论模型;向全国各地的外卖骑手发放问卷并收集有效样本360份,通过SPSS 27.0和AMOS 24.0数据分析软件分析数据的可靠性,并利用Process 4.0进行层次回归分析验证理论模型。结果表明:时间压力和竞争氛围感知可以显著正向影响不安全驾驶行为;安全态度可以显著负向影响外卖骑手不安全驾驶行为;安全态度可以介导时间压力与不安全驾驶行为的关系,也能介导竞争氛围感知与不安全驾驶行为的关系;示范性规范可以正向调节安全态度与不安全驾驶行为的关系。

关键词： “赶工游戏” 外卖骑手不安全驾驶行为时间压力竞争氛围感知

基于Weibull分布的煤矸石对混凝土断裂损伤特性的影响

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长江科学院院报 2024年第3期41卷 134-141,147页

作者：李永靖程耀辉文成章胡硕尚昀郅宋洋辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室辽宁阜新123000 山东商务职业学院建筑工程学院山东烟台264670 辽宁工程技术大学建筑与交通学院辽宁阜新123000

为探索煤矸石质量取代率、粉煤灰质量取代率、水灰比对I型裂缝煤矸石混凝土荷载-裂缝张开位移、荷载-跨中挠度曲线、断裂韧性、断裂能的影响规律,对I型裂缝煤矸石混凝土进行三点弯曲试验,将所得结果结合损伤力学及Weibull分布函数建立... 详细信息

为探索煤矸石质量取代率、粉煤灰质量取代率、水灰比对I型裂缝煤矸石混凝土荷载-裂缝张开位移、荷载-跨中挠度曲线、断裂韧性、断裂能的影响规律,对I型裂缝煤矸石混凝土进行三点弯曲试验,将所得结果结合损伤力学及Weibull分布函数建立煤矸石混凝土的断裂损伤本构模型。结果表明:煤矸石质量取代率对预制I型裂缝的煤矸石混凝土断裂性能影响最大,粉煤灰质量取代率对其断裂韧度影响较大,水灰比对其断裂能影响较大;提升煤矸石混凝土断裂时断裂韧度及断裂能的最佳组合的煤矸石质量取代率为25%、粉煤灰质量取代率为10%、水灰比为0.5;经对比可知,所得损伤本构模型对应的应力-应变曲线与试验曲线高度吻合。研究成果为煤矸石混凝土的制备及工程实际应用研究提供了参考。

关键词：煤矸石混凝土正交试验断裂韧度断裂能 Weibull分布损伤本构模型

资源枯竭型城市生态质量时空格局与驱动力研究--以阜新市中心城区为例

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测绘通报 2024年第6期 24-29页

作者：范强孙爽孙虎虎辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000

为评价资源枯竭型城市转型期的生态质量时空演变特征,本文以阜新市中心城区为研究区域,基于Landsat遥感影像构建遥感生态指数(RSEI),以OSM数据和POI数据为基础识别城市功能区,借助参数最优地理探测器模型探究城市生态质量与城市功能区... 详细信息

为评价资源枯竭型城市转型期的生态质量时空演变特征,本文以阜新市中心城区为研究区域,基于Landsat遥感影像构建遥感生态指数(RSEI),以OSM数据和POI数据为基础识别城市功能区,借助参数最优地理探测器模型探究城市生态质量与城市功能区之间的复杂性关系。结果表明:①2004—2022年阜新市中心城区生态质量整体呈略微下降趋势、波动相对稳定,形成四周好、中间差的盆地状格局;②Hurst指数均值为0.67,强持续性最近邻指数值为146.53,生态质量未来变化趋势呈现均匀持续性,大部分区域变化趋势与过去相同,但局部地区有反持续性趋势;③识别出“31+1”类城市功能区,功能区生态质量由高到低依次为绿地、公共服务、工业、交通、居住、商业、矿区,且不同因子交互作用均会增强对生态质量的解释力。研究结果可为资源枯竭型城市转型期针对不同功能区的生态保护和恢复工作提供科学参考。

关键词：遥感生态指数时空格局城市功能区参数最优地理探测器资源枯竭型城市